Designing Sound

Method
561
time
frequency
0
1.000
5781 0.301
5946 0.298
5983 0.266
6215 0.263
6612 0.253
5403 0.213
6076 0.203
6169 0.196
6302 0.226
6744 0.197
6862 0.221
6934 0.207
7028 0.225
7133 0.230
7207 0.236
Figure 50.4
Waveform and spectrum of a common North American cicada (recording courtesy Dr. Thomas
E. Moore, University of Michigan Museum of Zoology, Insect Division).
Looking closer, it’s apparent that the small-scale structure is quite noisy.
There are dozens of clicks per chirp, 20 peaks in a 0
.
02s period, giving a
modulation of 1kHz. But they are not of regular amplitude. In fact some
clicks are completely missing and some seem more bunched up than others.
Taking the average spectrum over this window confirms the distribution as
lying in two bands somewhere between 5kHz and 9kHz with a gap between
them.
Model
The cricket sound can work nicely as a pulse and resonator system, or by direct
spectral synthesis using FM or AM. The flying insect is best approached by
studying the pressure patterns made by the wing oscillation and using shaping
functions to approximate different segments piecewise, although it may also
be approached as a pulse resonator model. Perhaps the most difficult is the
cicada because of the spectral density of its call made by such rapid movement
of so many timbales. For this a noise-based approximation serves us efficiently,
although a more literal model with several dozen filters can produce very nat-
ural sounds, but with consequent cost.
Method
More than one method can be employed for each model. Excitor and resonator
approaches seem to be best for most cases, especially since the hard, fixed
resinous shells of many insects lend themselves to fixed filters and short, sharp
pulses for excitation. Complex calls may be accomplished well in the message

---